n型MOS场效应管及形成方法，半导体器件及形成方法技术

n型MOS场效管及形成方法，半导体器件及形成方法。其中n型MOS场效应管的形成方法包括步骤：提供半导体衬底，在半导体衬底表面依次形成栅介质层和栅极；以栅介质层和栅极为掩膜，在半导体衬底内进行第一次离子注入，形成轻掺杂源漏区；以栅介质层和栅极为掩膜，在半导体衬底内进行第二次离子注入，形成晕区，所述晕区包围轻掺杂源漏区；在栅介质层和栅极两侧形成侧墙；以栅极和侧墙为掩膜，在半导体衬底内进行第三次离子注入，形成重掺杂源漏区；在晕区或重掺杂源漏区内进行氮、锗、碳、氟离子的复合注入；进行快速退火，激活轻掺杂源漏区、晕区和重掺杂源漏区内的离子。所形成的n型MOS场效应管重叠电容减小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种用于反相器的n型MOS场效应管及其形成方法，一种半导体器件及其形成方法。
技术介绍
环形振荡器(Ring Oscillator，简称R0)是一种被广泛用于集成电路中，为各种数字信号处理模块提供时钟信号的一种半导体器件，因此环形振荡器的频率决定了集成电路的运行速率，是影响集成电路性能的重要半导体器件。环形振荡器由奇数个反相器串联构成回路，环形振荡器的频率为:f = l/(Td*N)，其中Td为单个反相器的延迟时间，N为串联回路中反相器的个数，由此可见，为了提高环形振荡器的频率，则需要减小Td ;另外，反相器的延迟时间TdS:Td= (Ctotal*Vdd)/Id，其中Ctrtal为反相器栅漏电容，Vdd为漏极电压，Id为漏极电流；因此，为了提高环形振荡器的频率，满足集成电路高速化的运行速率，需要减小反相器栅漏电容。所述反相器由n型MOS场效应管和p型MOS场效应管构成；因此,减小n型MOS场效应管的电容能够减小反相器栅漏电容。现有的反相器中的n型MOS场效应管的形成工艺为:提供半导体衬底，在半导体衬底表面依次形成栅介质层和栅极；以栅介质层和栅极为掩膜，在半导体衬底内进行轻掺杂离子注入，所述轻掺杂离子为n型；以栅介质层和栅极为掩膜，在半导体衬底内进行晕区注入，所述晕区注入离子为P型离子；进行快速退火工艺，在半导体衬底内形成轻掺杂源漏区和晕区，所述晕区在所述轻掺杂源漏区下方且包围轻掺杂源漏区；在栅介质层和栅极两侧形成侧墙；以栅极和侧墙为掩膜，在半导体衬底内进行重掺杂离子注入，所述重掺杂离子为n型离子；进行快速退火工艺，在半导体衬底内形成重掺杂源漏区。在专利号US6137148的美国专利文件中还可以发现更多的n型MOS场效应管的形成方法。然而，以现有技术所形成的n型MOS场效应管的重叠电容(overlap capacitance)偏大，导致n型MOS场效应管的电容偏大，从而使由n型MOS场效应管构成的半导体器件例如反相器的频率减小，降低集成电路的运行速率。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种n型MOS场效应管及其形成方式，一种半导体器件及其形成方式，通过减小n型MOS场效应管的重叠电容，提高半导体器件的频率，提高有所述半导体器件所形成的反相器的频率。为解决上述问题，本专利技术提供一种n型MOS场效应管的形成方法，包括步骤:提供半导体衬底，在半导体衬底表面依次形成栅介质层和栅极；以栅介质层和栅极为掩膜，在半导体衬底内进行第一次离子注入，形成轻掺杂源漏区；以栅介质层和栅极为掩膜，在半导体衬底内进行第二次离子注入，形成晕区，所述晕区包围轻掺杂源漏区；在栅介质层和栅极两侧形成侧墙；以栅极和侧墙为掩膜，在半导体衬底内进行第三次离子注入，形成重掺杂源漏区；在晕区或重掺杂源漏区内进行氮、锗、碳、氟离子的复合注入；进行快速退火，激活轻掺杂源漏区、晕区和重掺杂源漏区。可选地，复合注入的深度为栅极厚度的50% 95%。可选地，氮离子的注入剂量范围为5E14atoms/cm2至3E15atoms/cm2。可选地，锗、碳、氟离子的注入剂量范围为lE14atoms/cm2至lE15atoms/cm2。可选地，氮、锗、碳、氟离子在未激活的晕区的复合注入的角度为0° 30°。可选地，氮、锗、碳、氟离子在未激活的重掺杂区的复合注入的角度为0° 45°。可选地，第一次离子注入的离子类型为n型。可选地，第二次离子注入的离子类型为p型。可选地，第三次离子注入的离子类型为n型。本专利技术还提供一种n型MOS场效应管，包括:半导体衬底；位于半导体衬底上的栅介质层，栅介质层上的栅极，以及位于栅介质层和栅极两侧的侧墙；位于半导体衬底内晕区、轻掺杂源漏区以及重掺杂源漏区，所述晕区包围轻掺杂源漏区；所述的晕区或重掺杂源漏区内具有复合注入的氮、锗、碳、氟离子。可选地，复合注入的深度为栅极厚度的50% 95%。可选地，所述晕区的导电类型为p型。可选地，所述轻掺杂源漏区的导电类型为n型。可选地，所述重掺杂源漏区的导电类型为n型。本专利技术还提供一种半导体器件的形成方法，包括步骤:提供半导体衬底，半导体衬底内具有n型MOS场效应管区域和p型MOS场效应管区域，在半导体衬底表面依次形成栅介质层和栅极；以栅介质层和栅极为掩膜，在半导体衬底内的n型MOS场效应管区域进行第一次离子注入，形成n型轻掺杂源漏区；以栅介质层和栅极为掩膜，在半导体衬底内的n型MOS场效应管区域进行第二次离子注入，形成P型晕区，所述P型晕区包围未激活的n型轻掺杂源漏区；以栅介质层和栅极为掩膜，在半导体衬底内的p型MOS场效应管区域进行第三次离子注入，形成P型轻掺杂源漏区；以栅介质层和栅极为掩膜，在半导体衬底内的p型MOS场效应管区域进行第四次离子注入，形成n型晕区，所述n型晕区包围p型轻掺杂源漏区；在半导体衬底上的栅介质层和栅极两侧形成侧墙；以栅极和侧墙为掩膜，在n型MOS场效应管区域内进行第五次离子注入，形成n型重掺杂源漏区；以栅极和侧墙为掩膜，在p型MOS场效应管区域内进行第六次离子注入，形成p型重掺杂源漏区；在n型MOS场效应管区域内的p型晕区或n型重掺杂源漏区内进行氮、锗、碳、氟离子的复合注入；进行快速退火，在n型MOS场效应管区域内激活p型晕区、n型轻掺杂源漏区和n型重掺杂源漏区，在P型MOS场效应管区域内激活n型晕区、p型轻掺杂源漏区和p型重掺杂源漏区。可选地，复合注入的深度为栅极厚度的50% 95%。可选地，氮离子的注入剂量范围为5E14atoms/cm2至3E15atoms/cm2。可选地，锗、碳、氟离子的注入剂量范围为lE14atoms/cm2至lE15atoms/cm2。可选地，氮、锗、碳、氟离子在未激活的p型晕区的复合注入的角度为0° 30°。可选地，氮、锗、碳、氟离子在未激活的n型轻掺杂源漏区的复合注入的角度为O。 45。。本专利技术还提供一种半导体器件，包括:半导体衬底，半导体衬底内具有n型MOS场效应管区域和p型MOS场效应管区域；位于半导体衬底上的栅介质层，栅介质层上的栅极，以及位于栅介质层和栅极两侧的侧墙；位于半导体衬底的n型MOS场效应管区域内的p型晕区、n型轻掺杂源漏区和n型重掺杂源漏区，所述P型晕区包围n型轻掺杂源漏区；位于半导体衬底的p型MOS场效应管区域内的n型晕区、p型轻掺杂源漏区和p型重掺杂源漏区，所述n型晕区包围p型轻掺杂源漏区；所述半导体衬底的n型MOS场效应管区域内的p型晕区或n型重掺杂源漏区内具有复合注入的氮、锗、碳、氟离子。可选地，复合注入的深度为栅极厚度的50% 95%。与现有技术相比，本专利技术技术方案具有以下优点:在形成n型MOS场效应管时，采用在未进行快速退火的晕区或重掺杂源漏区内复合注入氮、锗、碳、氟离子的工艺，能够填补离子注入工艺中在半导体衬底内产生的缺陷，防止在后续快速退火的过程中第一次离子注入的离子、第二次离子注入的离子以及第三次离子注入的离子向所述缺陷中扩散，使所形成的轻掺杂源漏区、晕区和重掺杂源漏区较浅且集中于掺杂区域。因此，所形成的n型MOS场效应管的重叠电容减小，n型MOS场效应管的总电容减小。在半导体器件的形成工艺中，以所述n型MOS场效应管的形成方法所形成的n型MOS管区域，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种n型MOS场效应管的形成方法，其特征在于，包括步骤：提供半导体衬底，在半导体衬底表面依次形成栅介质层和栅极；以栅介质层和栅极为掩膜，在半导体衬底内进行第一次离子注入，形成轻掺杂源漏区；以栅介质层和栅极为掩膜，在半导体衬底内进行第二次离子注入，形成晕区，所述晕区包围轻掺杂源漏区；在栅介质层和栅极两侧形成侧墙；以栅极和侧墙为掩膜，在半导体衬底内进行第三次离子注入，形成重掺杂源漏区；在晕区或重掺杂源漏区内进行氮、锗、碳、氟离子的复合注入；进行快速退火，激活轻掺杂源漏区、晕区和重掺杂源漏区内的离子。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，居建华，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：